[發明專利]一種單原子鈀基催化劑及其制備方法以及應用

有效

• 申請號: 201910841606.0
• 申請日: 2019-09-06
• 公開（公告）號: CN110433798B
• 公開（公告）日: 2021-03-09
• 發明（設計）人: 李文志;段秋艷;陳錕;劉陽
• 申請（專利權）人: 中國科學技術大學
• 主分類號: B01J23/44
• 分類號: B01J23/44;F23G7/07
• 代理公司: 北京集佳知識產權代理有限公司 11227
• 代理人: 任美玲

1.一種單原子鈀基催化劑，其特征在于，以無定形二氧化硅修飾的二氧化鋯作為載體負載單原子金屬鈀，所述鈀元素的負載量為0.2~2wt%；所述無定形二氧化硅與二氧化鋯的質量比為1:（10~20）；

所述單原子鈀基催化劑的制備方法包括以下步驟：

A）將硅源和二氧化鋯加入至有機溶劑中進行回流反應，干燥，得到無定形二氧化硅修飾的二氧化鋯；

B）將鈀源和無定形二氧化硅修飾的二氧化鋯在有機溶劑中混合后，浸漬，使鈀源負載于無定形二氧化硅修飾的二氧化鋯上，再干燥后煅燒，得到單原子Pd/SiO₂-ZrO₂催化劑；所述煅燒為在空氣氣氛中進行，煅燒的溫度為200~1000℃；煅燒時間為1~80h。

2.一種如權利要求1所述的催化劑的制備方法，其特征在于，包括以下步驟：

A）將硅源和二氧化鋯加入至有機溶劑中進行回流反應，干燥，得到無定形二氧化硅修飾的二氧化鋯；

B）將鈀源和無定形二氧化硅修飾的二氧化鋯在有機溶劑中混合后，浸漬，使鈀源負載于無定形二氧化硅修飾的二氧化鋯上，再干燥后煅燒，得到單原子Pd/SiO₂-ZrO₂催化劑，所述煅燒為在空氣氣氛中進行，煅燒的溫度為200~1000℃；煅燒時間為1~80h。

3.根據權利要求2所述的制備方法，其特征在于，所述硅源選自正辛基三乙氧基硅烷。

4.根據權利要求2所述的制備方法，其特征在于，步驟A）中，所述有機溶劑選自甲苯，乙醇，丙酮，正庚烷或正辛烷；

步驟B）中，所述有機溶劑選自甲苯，乙醇，丙酮，正庚烷或正辛烷。

5.根據權利要求2所述的制備方法，其特征在于，所述回流反應的溫度為60~200℃；所述回流時間為1~10h。

6.根據權利要求2所述的制備方法，其特征在于，所述鈀源選自醋酸鈀。

7.一種單原子鈀基催化劑在催化燃燒低濃度碳氫化合物中的應用，其特征在于，所述低濃度碳氫化合物的濃度為≤5 vol%；所述單原子鈀基催化劑選自權利要求1所述的單原子鈀基催化劑或者權利要求2~6任意一項所述的制備方法制備得到的單原子鈀基催化劑。

8.根據權利要求7所述的應用，其特征在于，在催化燃燒低濃度碳氫化合物之前，將所述單原子鈀基催化劑進行預處理，所述預處理為加熱處理，所述加熱處理的溫度為500℃，時間為1小時，所述加熱處理的升溫速率為5~10℃/min；

所述碳氫化合物選自甲烷。